收藏本站
《重庆大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

云计算产业园CCHP系统的低品位余热利用和综合评价研究

黄锋  
【摘要】:现代工业园区通常采用分布式能源系统作为配套的能源基础设施以满足工业生产和维持园区日常运转的需求。分布式能源项目规划和设计遵循能源梯级利用的原则,随着余热回收技术的发展,越来越多的低品位余热能够被回收利用以提高系统的综合能效。本文针对以云计算产业为核心的工业园区(简称:云计算产业园)的负荷特性和余热特征,依托科技部中荷国际科技合作项目“智慧节能工业园关键平台技术与协同驱动”(2015DFG62270),开展工业园区分布式能源系统低品位工业余热利用和综合评价体系的研究。首先,基于低品位工业余热用于区域供热的研究现状,提出了冷热电联供与区域供热系统耦合的CCHP-DH(Combined Cooling,Heating and Power coupled with District Heating)系统典型配置,并阐述了CCHP-DH系统如何在园区实现能源梯级利用。在低品位工业余热资源循环化利用模式研究中,建立了从多热源取热的优化模式:多热源并联、串联和混联布置模式,并进行热力学分析;分析了低品位工业余热用于区域供热系统的低品位热源侧远距离输配问题,主要包括输配能耗和输送热损失分析;提出了利用低压蒸汽对低品位工业余热用于区域供热的系统调峰模式。其次,基于利用多个换热器才能实现从多热源取热的现状,研发了一种可实现多热源余热回收的换热装置,该换热装置的特点是余热回收系统的热媒水可以同时从多个热源取热,灵活调节热源的个数及每个热源与热媒水的换热面积,以降低换热过程的热损失。再者,通过调研重庆市分布式能源项目发展现状可知,工业园区分布式能源项目进入快速发展阶段,然而伴随产生的大量低品位工业余热并未得到有效利用。此外,采用问卷调查的形式,从居民的冬季采暖现状、区域供热的意愿及预期的费用等方面,了解生活在典型夏热冬冷地区的重庆居民的区域供热需求和意愿,从而分析在重庆市发展区域供热的机遇和挑战。建议工业余热供热优先为分布式能源项目所在的工业园区内建筑提供服务,并辐射至周边居民社区,这样既降低工业余热对周边环境的影响又能满足居民区域供热的意愿。再者,基于案例分析,在解决多热源低品位工业余热用于区域供热关键问题过程中,归纳了低品位工业余热热源信息,并对七种不同制热工况进行热泵选型,结果表明案例中的低品位余热热源最多可对外供热135MW。在制热工况四,用10台9000kW的热泵回收3台吸收式制冷机组冷却水和热电厂部分循环冷却水的余热,可满足园区及其附近区域的用户供热需求,水泵能耗为3090kW,输配过程供水管热损失为56.366kW,并分析了低压蒸汽调峰量。再者,对比分析了两种不同的低品位余热回收方式在CCHP-DH系统和CHP-DH系统中的应用,一种是利用压缩式热泵提升余热的品位用于区域供热;另一种是抽取一部分蒸汽经汽-水换热器提升余热的品位用于区域供热。就能源性能而言,在CCHP-DH模型中,在供电、蒸汽供热、区域供冷、区域供热方面,前者的性能都优于后者;在CHP-DH模型中,两种余热回收方式下的系统综合能源效率相近,尽管后者消耗一部分低压蒸汽用于提升余热的温度,导致其工业供热量和供电量比前者少,但前者在运行过程中,压缩式热泵消耗了较多的电能。再者,利用THERMOPTIM软件对案例园区的分布式能源系统,按照规划的CCHP-DH模式进行模拟分析。但在实际建设和运行过程中,园区可能出现不同的冷、热、电和区域供热需求组合,因此利用情景分析法,建立了CCHP-DH系统在不同情景下的模型:CCHP-DH,CCHP,CHP-DH和CHP,进行3E性能对比分析。本对比分析既可用于追踪系统从CHP发展到CCHP-DH过程中,各个阶段的性能,又能为系统在分阶段建设或运营中,根据园区动态更新的能源需求调整系统的能源输出和能源价格时,提供量化的参考。最后,建立分布式能源项目的综合评价体系,并通过实例验证其合理性和有效性。该体系包括基于外边界分析和内边界分析的系统综合性能评价和基于利益相关者分析的项目发展障碍评价。1)在综合性能评价方面:首先,在外边界分析中,建立了表示经济价值比、能源价值比和余热排放比的三维坐标用于对分布式能源系统进行整体的评价。在案例评价中,V01模型的综合性能最优。其次,在内边界分析中,利用转化因子将系统的能源和环境价值转化为等价的经济价值,提出了综合考虑系统3E性能的量化评价指标。内边界分析有利于识别节能潜力较大的过程从而准确地通过改进系统的过程性能以达到优化整个系统综合性能的目的,采用余热回收系统对分布式能源系统的综合性能评价有积极的影响。2)在发展障碍评价方面:利用利益相关者分析法定义和识别项目全生命周期的不同利益相关者:核心利益相关者、主要利益相关者和一般利益相关者。案例评价过程中,基于专家评价法,利用利益-影响力矩阵来识别不同的利益相关者。结果表明:电厂的所有者/运营商、一次能源供应商及电网运营者是案例项目在全生命周期中的核心利益相关者。此外,基于案例的发展障碍评价结果,提出了有效的应对策略,用于解决核心利益相关者间的利益冲突和平衡不同利益相关者间的利益关系。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK115

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴奎华;杨中源;梁荣;李晓刚;孙伟;邹斌;;具有两种制冷方式的CCHP系统优化运行策略及其判别条件[J];电力系统自动化;年期
2 叶齐欢;李振海;马伟骏;;CCHP在上海某城市综合体建筑中的经济环境效益分析[J];建筑节能;2014年02期
3 农静;李金霞;朱守真;;含CCHP系统的微网分层协调控制策略[J];南方电网技术;2016年12期
4 殷平;;CCHP系统节能减排计算方法研究(2):节能量计算方法[J];暖通空调;2016年04期
5 邬可文;;分布式能源(冷热电联供CCHP)技术介绍与研究[J];城市住宅;2015年11期
6 钟史明;;发展天然气分布式能源冷热电三联供CCHP的节能计算的商榷[J];热电技术;2014年01期
7 杨承;王旭升;张驰;马晓茜;;太阳能与压缩空气耦合储能的燃气轮机CCHP系统特性[J];中国电机工程学报;2017年18期
8 张建福;王升建;;CCHP在涂装线烘干工艺中的应用及经济性分析[J];汽车工艺与材料;2014年01期
9 张帅;张国瑞;王锐;;不同负荷模式下CCHP型微电网优化运行分析[J];电工电气;2013年09期
10 韩中合;祁超;向鹏;刘明浩;王珊;;分布式能源系统效益分析及综合评价[J];热力发电;2018年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈宏伟;王金萍;;南方地区利用余热进行区域供热供冷的应用分析[A];2013浙江省暖通空调动力学术年会、杭州市暖通空调学术年会论文集[C];2013年
2 刘惠萍;;基于区域分布式能源系统的智能微网能源管理[A];新形势下长三角能源面临的新挑战和新对策——第八届长三角能源论坛论文集[C];2011年
3 王栋;;基于分布式能源系统现状的分析与探讨[A];第十二届长三角能源论坛——互联网时代高效清洁的能源革命与创新论文集[C];2015年
4 邵波;刘艳峰;祝颖;王莹莹;惠鹏飞;;蓄能模式与分布式能源系统节能优化的响应关系研究[A];2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集(第一卷)[C];2017年
5 张秋耀;;分布式能源系统的开发和利用前景[A];全国机械工业动力科技信息网2004年年会暨中国动力工程学会热力专业委员会2004年学术交流会论文集[C];2004年
6 竺培国;;老有所为献余热[A];哈尔滨工业大学首届“老有所为”论坛论文集[C];2006年
7 Anders Dyrelund;;为什么要实行区域供热?[A];丹麦区域供热委员会中国分会成立大会论文集[C];2005年
8 Ole Kristensen;;如何保证区域供热系统的寿命[A];丹麦区域供热委员会中国分会成立大会论文集[C];2005年
9 Finn Aaberg;Lars Gullev;;区域供热-本地社区的重要资产[A];丹麦区域供热委员会中国分会成立大会论文集[C];2005年
10 王继鹿;;老有所为 奉献余热 延年益寿[A];老年人才资源开发学术研讨论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;分布式能源系统将成新宠[N];经济参考报;2005年
2 中国工业报记者 崔玲;西门子分布式能源系统开启全新能源时代[N];中国工业报;2017年
3 国网能源研究院 洪博文 李琼慧;发力农村分布式能源系统[N];中国能源报;2017年
4 本报记者 顾磊;大力推广天然气分布式能源系统[N];人民政协报;2014年
5 国网能源研究院 孙李平;科学合理发展天然气分布式能源系统[N];中国电力报;2013年
6 记者罗志君;广东省分布式能源系统重点实验室启动[N];东莞日报;2010年
7 本报记者 杜姝文;着力开展分布式能源系统研究[N];中国能源报;2009年
8 本报记者 辛清影;天然气分布式能源系统将创造新的市场[N];中国电力报;2014年
9 记者 张克 通讯员 闫觅;天然气分布式能源系统效率高[N];科技日报;2013年
10 本报记者 陶镜羽;分布式能源系统塑造有助于建立更加合理高效的用电结构[N];中国电力报;2016年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄锋;云计算产业园CCHP系统的低品位余热利用和综合评价研究[D];重庆大学;2017年
2 马力;CCHP及其所构成微网的运行特性研究[D];天津大学;2008年
3 张晓烽;生物质与太阳能、地热能耦合建筑CCHP系统集成研究[D];湖南大学;2018年
4 李龙锡;楼宇及区域型分布式能源系统效益评价研究[D];大连理工大学;2017年
5 云虹;分销商对制造商关系承诺研究[D];华中科技大学;2005年
6 朱丽;广州市环境、经济和社会可持续发展综合评价[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
7 蒋耀;基于综合评价理论的区域可持续发展研究[D];上海交通大学;2008年
8 孙薇;市场条件下抽水蓄能电站效益综合评价及运营模式研究[D];华北电力大学(河北);2007年
9 李震;海水源热泵区域供热供冷系统3E评价[D];大连理工大学;2009年
10 赵斌;烧结余热能高效发电研究[D];华北电力大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖名洋;含CCHP的微网经济运行优化研究[D];华南理工大学;2014年
2 陈志刚;微燃机CCHP系统动态能耗及运行经济性分析[D];浙江工业大学;2011年
3 袁灼新;CCHP型微网建模及经济运行优化研究[D];华南理工大学;2016年
4 吴锦昌;我国北方某信息产业园CCHP系统多目标设计及优化[D];华南理工大学;2015年
5 翟羽;北京市某工程项目分布式能源系统的应用研究[D];北京工业大学;2014年
6 李海涛;分布式能源系统的热力学分析与优化[D];华北电力大学(河北);2006年
7 李佩;自用楼宇型天然气分布式能源系统经济优化的动态模拟与分析[D];广州大学;2014年
8 党晓婧;含蓄冰空调的楼宇分布式能源系统优化[D];华南理工大学;2014年
9 高思静;分布式能源系统适应条件及配置的研究[D];山东建筑大学;2013年
10 刘艳丽;小型分布式能源系统的优化设计[D];太原理工大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026